1. 研究目的与意义
| 酸雨（Acidrain，AR）是全球环境问题中备受关注的问题之一。中国亦继西欧和北美之后，成为当今世界第三大酸雨区。中国酸雨区主要分在长江以南和青藏高原以东，且近年来酸雨污染仍有加重趋势。众多研究表明酸雨会直接或间接影响作物生长发育和产量。 随着酸雨的日益严重，酸雨对植物产生直接伤害的研究日渐增多外，对植物产生间接危害也受到众多研究者的关注。近年来，酸雨对农业生产危害严重，其可以损伤作物的叶片等器官或改变作物的生长环境从而直接或者间接地影响到作物最终的产量。酸雨可引起土壤盐基流失，活化和释放一些土壤中的毒性元素，对植物的生长发育产生影响。酸雨给作物生产力提高带来阻抑效应,作物生产力对其光合作用的环境植物学效应密切相关。显然,若能减轻酸雨对作物生长发育的损伤,则有助于酸雨对作物生产力的负面影响减少。 稀土（RE）元素是典型的金属元素,其金属活泼性很强,仅次于碱金属元素和碱土金属元素,共有17种元素。镧元素是稀土元素中最重要和最活泼的元素。前期研究证实,微量稀土铈能够促进植物光合作用,缓解酸雨胁迫对植物造成的伤害。 稀土元素因其可以促进农作物增产已在我国广泛应用,稀土农用是中国科学家首创、具有自主知识产权的研究成果,在缓解中国人多地少、提高粮食产量和品质方面效益显著。其作用机理亦已有许多报道,如稀土可以提高叶内叶绿素的含量和光合作用效率、影响植物根的分化、促进根系伤流的溢流量、影响根细胞质膜的透性等。在研究稀土的生理功能时还发现，作物施用稀土后,增强了作物对不良生长环境的适应能力,或增加了对逆境的抗性。在外加稀土对农作物生长影响的实验中,可以观察到稀土对抗氧化酶的刺激作用、影响作物的膜保护系统中的酶活性等。由于稀土在土壤中和植物体内迁移相对较小,外源稀土大部分将残留在农田的表层土壤中,并迅速积累,由此造成的效应及对人类健康的影响已引起广泛关注。 稀土在冶金、纺织、航天、农业等领域的广泛应用，不可避免地致使大量外源稀土进入环境。针对自然界酸沉降频发、土壤重金属污染恶化、农药残留严重等严峻现实,近年研究者将目光转至稀土诱导植物抗性,增强植物抗污染胁迫能力上来。旨在拓展RE农用功能,减轻环境污染对农业生态系统与农业生产造成的危害,其端倪已初见于酸雨、重金属、臭氧及农药污染等防治方面。然而在酸雨多发农业区，不仅直接影响植物生长及生理代谢，也可降低土壤pH而改变土壤中重金属的富存状态，增加其生物的利用性。 人们通过模拟酸雨胁迫对不同农作物进行处理，以了解其对农作物的生长发育以及各种不同生理生化指标的影响，同时积极探索应对策略。水稻在我国大面积种植，研究酸雨对水稻幼苗生长的影响具有一定实践指导意义，既可为RE农用技术拓展提供基础实验依据,也可为酸雨伤害作物的生态防御研究提供新的思考方向。
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2. 研究内容和预期目标
本文以不同生育期水稻为实验材料材，采用九种实验方法对水稻各个指标进行逐一测定。
指标包括：叶绿素含量、mda（丙二醛）含量、pod（过氧化物酶）活性、sod（超氧化物歧化酶）活性、cat（过氧化氢酶）活性、nr（硝酸还原酶）活性、脯氨酸含量、氧自由基产生速率、质膜透性等。
预期目标：研究稀土微肥在持续酸雨胁迫下对全生育时期水稻各指标的复合效应，为科学评价酸雨对全生育期植物环境安全性和潜在生态风险提供基础实验数据与参考。
3. 研究的方法与步骤
一、脯氨酸含量
1、标准曲线的绘制：
（1）称25mg脯氨酸溶解，250ml容量瓶定容
（2）系列脯氨酸浓度的配制
（3）取6支试管加入2ml系列标准浓度的脯氨酸溶液及2ml冰醋酸和2ml酸性茚三酮，沸水浴加热
（4）冷却后各试管加4ml甲苯，静置
（5）取上层脯氨酸甲苯溶液比色
（6）标准曲线绘制：根据求出吸光度值（Y）和脯氨酸浓度（X）绘制标准曲线，计算脯氨酸含量（μg/2ml）
2、样品的测定
（1）脯氨酸的提取：取叶片各0.5g，各管加入5ml3%磺基水杨酸溶液，沸水浴提取10min即为脯氨酸提取液
（2）取2ml提取液于另一试管中加入2ml冰醋酸和2ml酸性茚三酮试剂，沸水浴加热
（3）冷却后加入4ml甲苯，取上清离心
（4）取上层脯氨酸红色甲苯溶液，以甲苯为对照，测吸光度值
（5）根据公式计算样品脯氨酸含量的百分数
二、过氧化物酶活性的测定：比色法
1、粗酶液的提取称取植物材料2g加5mlKH2PO4，离心去上清
2、酶活性的测定两只比色杯，一只加入3mlKH2PO4和1ml酶液，另一只加反应混合液3ml和1ml酶液，测量OD值
三、丙二醛含量的测定
1、MDA的提取取叶片1g加入三氯乙酸2ml和石英砂，再加8mlTCA研磨，离心取上清
2、显色反应及测定取2ml提取液加入2mlTBA液，沸水浴加热冷却离心，测OD值，对照管以2ml水代替提取液
3、计算根据公式计算样品提取液中MDA的含量及每克样品中MDA含量
四、氧自由基产生速率的测定
1、制作标准曲线亚硝酸根标准曲线的制作：母液配制0、5、10、15、20、25、30μmol/LNANO2各2ml，分别加入2ml对氨基苯磺酸和2mlα苯胺，保温
2、植物提取液的制备取叶片0.2g，加4ml磷酸缓冲液充分研磨，离心取上清定容至10ml
3、O2-产生速率的测定0.5ml样品提取液 0.5ml磷酸缓冲液 1.5ml盐酸羟胺，保温1h加2ml对氨基苯磺酸 2mlα-苯胺，保温测OD530
4、计算：O2-产生速率=（C*Vt*N）*2/(m*t)
五、叶绿素含量的测定
用SPAD-502PLUS型叶绿素测定仪测叶绿素含量，在同一组中的三个平行样中的同一叶片各选取5个点测定，选取6个不同叶片，每个平行样测30个数据，取平均值，再进行测差异性分析，对比不同处理的叶绿素含量的差异
六、过氧化氢酶活力的测定
1、酶液提取
2、测定取3只试管，一支为对照管，2支为处理管
| 管号 | 对照 | 处理1 | 处理2 |
| 粗酶液/ml | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| PH7.8磷酸缓冲液/ml | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| 蒸馏水/ml | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
25℃预热后逐管加入H2O20.3ml，每加完一管测吸光度，每隔1min读一次，共测4次，全测定完后计算酶活力
3、结果计算
七、邻苯三酚自氧化法测定SOD值
1、制备提取液取各组叶片各三份，每份0.3g，加入9mL磷酸缓冲液，离心取上清，加活性炭再离心冰浴
2、自氧化率测定（A0）取4支试管中各加9mLTris-HCl缓冲液水浴，其中三支加入40μL邻苯三酚溶液和100μL维生素C溶液，测OD值（A0）
3、酶活性测定（As）取13支试管各加8mLTris-HCl缓冲液，将步骤1得到的上清液加1mL到12支试管中，还有一支加1ml的磷酸缓冲液，在加酶液的试管中加入40μL邻苯三酚溶液和100μL维生素C溶液，测OD值（As）
八、质膜透性的测定
选取发育期水稻，选取四组同一部位同一高度叶片，去离子水冲洗擦干，剪碎每组称0.5g，加20ml去离子水，在循环水式真空泵抽真空30min，冲洗，加20ml静置1h，测电导率值S1，沸水浴煮沸，冷却至室温摇匀，测得电导率值S2。
4. 参考文献
| [1]闫荣玲，廖阳，郭平安.模拟酸雨对水稻种子发芽及幼苗生长的影响[J].湖南农业科学2012，（01）：90-92 [2]童贯和.模拟酸雨致酸土壤对小麦幼苗生长发育的影响[J].农村生态环境，2005，（1）：47-50. [3]孙文秀，吴晶磊.模拟酸雨对小白菜生长过程中生理生化指标的影响[J].安徽农业科学，2010，38（25）：196-197. [4]陈敏敏，周青，梁婵娟等.酸雨与镉对大豆幼苗光合作用复合影响的模拟试验中国农业气象，2011,32(1):52-55. [5]陈照喜,王晓蓉,田笠卿,等.模拟酸雨下土壤中稀土元素的环境行为和植物可利用性研究[J].环境科学学报,1995,15(1)：36-37. [6]邱琳,王娜,周青.镧对酸雨胁迫下高粱种子萌发及POD活性和MDA含量的影响[J].中国生态农学报,2009,17(2):343-347 [7]周青,陆敢超,张辉,等.稀土La对Cd胁迫下玉米幼苗生长影响[J].农业环境科学学报,2004,23(1):19-22. [8]张杰，刘登义，黄永杰,等.镧浸种对水稻种子萌发及幼苗生长的影响[J].生态学杂志.2005,24(8):893-896. [9]梁婵娟,周青,沈东兴,等.UV-B辐射与酸雨复合胁迫对油菜生长的影响[J].农业环境科学学报,2004，23(2):16-17. [10]刘清华,钟章成.紫外线-B对银杏光合生理指标的影响[J].西南师范大学学报(自然科学版),2002,27(3):37-38. [11]梁婵娟,陶文沂,李操,等.UV-B与AR胁迫下油菜光合及CAT活性的恢复过程(Ⅱ)[J].农业环境科学学报,2004,23(5):25-16. [12]梁婵娟，周青.铈对UV-B胁迫下大豆幼苗光合原初反应的影响[J].农业环境科学学报2010,29(1):15-18. [13]梁婵娟,黄晓华,周青.Ce对UV-B辐射胁迫下大豆幼苗光合作用影响Ⅱ对光合量子效率与羧化效率的影响[J].农业环境科学学报,2006,25(3）580-583. [14]王雯,李曼,王丽红,周青.酸雨对全生育时期水稻叶绿素荧光的影响生态环境学报,2014,23(1):80-85. [15]童贯和.模拟酸雨致酸土壤对小麦幼苗生长发育的影响[J].农村生态环境,2005,21(1):47-50.
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5. 计划与进度安排
| 1.2022-12-25选题，接受任务； 2.2022-12-26—2022-03-6完成开题准备； 3.2022-03-7—2022-03-11上交开题报告； 4.2022-03-7—2022-03-21完成相关文献资料的查阅综合工作；实验方法的汇总工作； 5.2022-03-07—2022-04-1开始实验工作的准备，进行预实验；确定实验方法； 6.2022-04-2—2022-05-30完成全部实验，并完成论文的初稿撰写； 7.2022-05-30—2022-06-17完成修改，定稿准备答辩
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